Инструментальный лист 4ХМФС: характеристики и применение
Инструментальный лист 4ХМФС — горячекатаный прокат из штамповой стали мартенситного класса, легированной хромом, молибденом, ванадием и кремнием. Марка 4ХМФС применяется для изготовления инструмента горячего деформирования, работающего при температурах до 600 C. Лист поставляется в термически обработанном состоянии с твёрдостью 217–255 HB, что обеспечивает достаточную обрабатываемость резанием при изготовлении оснастки.
Химический состав и структура
Сталь 4ХМФС содержит углерод в пределах 0,35–0,45 %, хром 1,8–2,4 %, молибден 0,5–0,8 %, ванадий 0,2–0,4 %, кремний 0,8–1,2 %. Такое сочетание легирующих элементов формирует карбидную фазу на основе MoC и VC, обеспечивающую сопротивление разупрочнению при циклическом нагреве. Кремний повышает устойчивость против отпускной хрупкости и увеличивает прокаливаемость в сечениях до 80 мм.
Механические свойства
| Показатель | Термообработка | в, МПа | 0,2, МПа | KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| Закалка 880 C, отпуск 560 C | масло, 2 ч | 1420 | 1250 | 32 |
| Закалка 880 C, отпуск 600 C | масло, 2 ч | 1280 | 1120 | 38 |
| Закалка 880 C, отпуск 640 C | масло, 2 ч | 1100 | 980 | 45 |
Технологические особенности
Лист 4ХМФС толщиной 4–60 мм поставляется с нормированной макроструктурой без следов ликвации и флокенов. Температурный интервал горячей пластической деформации — 1150–850 C. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный подогрев до 300–400 C и последующая термообработка. Обработка резанием в состоянии поставки возможна твердосплавным инструментом при скорости 60–90 м/мин.
Области применения
- Молотовые штампы для горячей объёмной штамповки на кривошипных прессах усилием 10–40 МН.
- Матрицы и пуансоны вырубных штампов для листовой штамповки деталей из углеродистых сталей.
- Ножи горячей резки сортового проката на станах 450–850.
- Инструмент для прессования медных и алюминиевых профилей на гидравлических прессах.
- Корпуса пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов.
- Опорные плиты и подкладные кольца штамповой оснастки.
Вопросы и ответы
Какой твёрдости достигает сталь 4ХМФС после закалки и отпуска?
После закалки с 880 C в масле и отпуска при 560–640 C твёрдость составляет 42–48 HRC в зависимости от температуры отпуска. Максимальная твёрдость 52–54 HRC достигается при отпуске 400–450 C, но сопровождается снижением ударной вязкости.
При какой температуре эксплуатируется инструмент из листа 4ХМФС?
Рабочий диапазон — до 600 C при кратковременном контакте с нагретой заготовкой. Длительная эксплуатация выше 620 C приводит к коагуляции карбидов и падению твёрдости ниже 38 HRC.
Требуется ли предварительный подогрев при сварке листа 4ХМФС?
Да, сварка выполняется с подогревом до 300–400 C и последующим медленным охлаждением под слоем асбеста или в печи. Без подогрева в зоне термического влияния образуются закалочные трещины.
Чем отличается 4ХМФС от 4Х5МФС?
Сталь 4Х5МФС содержит 4,5–5,5 % хрома против 1,8–2,4 % у 4ХМФС, что повышает прокаливаемость и теплостойкость. 4ХМФС применяется для менее нагруженного инструмента и обеспечивает лучшую обрабатываемость резанием.
